1前言
　　在水电厂，随着生产设备的大型化，电动机（例如 压油泵、消防供水泵、排水泵等）容量越来越大。交流电动机以结构简单、运行可靠、维护方便、价格便宜等特点，得到了广泛的应用。但是交流电动机在直接起动的过程中，将产生5～8倍于电动机额定电流的起动电流，对供电设备、电动机及所拖动的机械设各造成极大的损害。同时，起动转矩只有电动机额定转矩的0.4～l.2倍（电动机容量越大，起动转矩倍率越小），对起动转矩比较大的负载（如球磨机、抽油机等）为了能正常起动电动机，必须增加电动机容量，造成大马接小车。另外，当电动机功率较大时，造成很大的电压降，影响厂用电的安全运行，尤其是在事故情况下，可能造成事故扩大。所以，较大容量的电动机应采用降压起动。
　　传统的降压起动方法有YI△转换和自耦变压器降压起动www.cechina.cn，起动控制过程靠时间继电器等控制，起动特性不理想、起动过程变换时产生较大的冲击电流、起动控制设备复杂、成本高。同时，起动转矩与起动电流的平方成正比，当电流降低50％时，起动转矩降低75％。而且在降压起动过程完成后的分档投切和加全压的瞬间控制工程网版权所有，仍将产生数倍额定电流的尖峰电流，也会影响厂用电源的安全及电气、机械设备的使用寿命。而电力电子软起动器的诞生则解决了上述问题，它作为一种降压起动元件，既能改变电动机的起动特性，保护所拖动的机械设备，更能降低起动电流，保护电气设备，减小电动机起动对电源系统的冲击，是理想的电动机降压起动选择。
　　2磁控高压电动机软起动的工作原理及结构特点
　　图1中，QS为高压隔离开关，QF为真空断路器，SR为磁饱和电抗器，M为电动机。高压大容量电动机多数是定子6出线的。
　　磁控软起动是从电抗器软起动衍生出来的。电抗器软起动器里的电抗值是固定的，在软起动过程中电动机电流会随着转速增高而减少，而且电抗值选择小了软起动冲击电流太大：选大了，软起动（尤其是其后半程）电动机电流太小，软起动“后劲”不足，过程拖长，另外，软起动结束时电抗器的短接还会引起“二次电流冲击”。磁控软起动克服了上述缺点。磁控软起动不同于电抗器软起动的主要特点是其等效电抗值可控。
　　SR（SatuIable Reactor）在软起动中的作用：软起动在QS、QFl相继开始闭合后时，SR具有较大的电抗值，随后，通过反馈调节使其逐渐减小，及至完成后被QF2旁路。在软起动装置中，SR不是线性器件，它实质上是电力电子开关。所不同的是SR的通、断是通过其直流绕组励磁电流间接控制的。

　　SR用以限流的三对交流绕组（每相含2个，串连出2根线）串连在电动机的定子回路里www.cechina.cn，每个交流绕组缠绕1个口字形铁心。一相采用2个交流绕组的目的有2 个：①使电动机交流电流波形不含偶次谐波分量。②减弱交流绕组电流在直流绕组上感应出的谐波电势。谐波感应电势有可能会危及励磁回路的安全运行。SR励磁绕组仅1个，套住6个铁心，控制它们的饱和度。
　　SR的控制是电力电子的。磁控软起动可以实现软停止，具有晶闸管软起动所具有的几乎全部功能。磁控软起动装置的控制中心是一个抗干扰能力强的 PLC，它具有PID调节、信号发生器、综合保护、远程通信功能。PLC接收来自电流互感器和电压互感器的信号，对偏差作PID运算，经过三相桥式晶闸管整流电路，实现对于直流励磁电流和铁心饱和度的控制。R的励磁绕组仅1个，套住6个铁心，直流励磁电流改变所有6个铁心的饱和度。
　　高压磁饱和电抗器在原理和结构上与低压（380 V）磁饱和电抗器没有本质区别。但在直流控制绕组匝数数倍于交流绕组匝数的情况下，必须防范交流高电压对于直流控制绕组的电磁感应。所以，在耐压和防干扰方面，必须作了一些针对性的处理。图2为饱和电抗器俯视剖面图。

　　3磁控软起动装置/磁饱和电抗器SR的设计
　　在磁控软起动装置的研制中，磁饱和电抗器SR的设计是其重点和难点之一。设计包括电路，磁路设计和SR结构设计，电路/磁路的设计任务是从软起动的现场条件和工艺要求出发，确定SR的铁心截面积和窗口面积，交、直流绕组导线匝数和截面积。SR结构设计的任务是从结构上落实电路/磁路设计，并使SR 满足耐压、尺寸、环境等要求。
　　在SR电路/磁路设计时，以下几个参数至关紧要：最大铁心磁密BM，电流密度j，直/交流绕组的安匝比，需要在设计前按照实际情况选定。
　　在设计中，需要明确SR的数学模型。将SR等效为一个可控开关和线性电感串联支路，在此基础上进行时域分析，是一种比较可行的设计方法。所以在设计中，需要对软起动开始时刻的电网、电抗器、电动机的电压、电流波形在既有的数学模型的基础上作出较精确的预测。
　　磁控软起动装置的生产是按用户要求定制的。在设计前，对于软起动过程均通过离线仿真作出预测。通过电流闭环控制，确保软起动成功。开发的磁控软起动装置中的“微电子”就是采用西门子公司的S7型PLC作为其核心部件的。磁控软起动装置中的晶闸管运行电压为500V以下的低压，高、低压的隔离由SR 实现。SR在耐受恶劣环境方面（温度、湿度和海拔容限）的能力强。所以，它具有很高的可靠性。
　　4实际效果
　　某水电厂主厂房和12号坝渗漏泵运行时压力约0．4 MPa，丰水期每天运行数次，每次约30 min，为自动控制运行。全压（380 v）起动时，起动冲击电流高达700 A以上控制工程网版权所有，过大的起动转矩使起动过程太快，噪声很大。安装磁控软起动装置后，起动电流限制在2倍额定电流下，起动过程平稳，噪声大大减小控制工程网版权所有，设备的振动大大减小。水泵自由停机时，明显地听到水击逆止阀的响声，逆止阀和底阀常损坏。安装了磁控软起动装置后．设置好电机的制动时间，停机时水泵缓慢平滑地减速至零，水击声消失，大大减小了回水冲动，逆止阀和底阀的使用寿命得以显著延长。虽然制动过程磁控软起动装置输出波形不好，由于起停不频繁，所以对设备的安全无不良影响。
　　5结论
　　使用磁控软起动装置解决水泵起动和停机过程中存在的电气冲击、机械冲击和水击现象，有着效果好、价格低、现实容易等特点，在其它领域也有着广泛应用的前景。